CN112727817B - 一种用于工程机械的电子缓冲控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，包括小臂，小臂连接有工作斗，小臂上设有接近传感器、小臂上限位块和小臂下限位块，工作斗上设有感应块、工作斗上限位块和工作斗下限位块，还包括控制器、电控手柄、主监控器、主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，还包括控制方法。本发明的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，能够大幅度降低小臂和挖斗相互接触是的速度，防止刚性结构过量冲击，使小臂和挖斗临近接触时更加柔和，极大的延长小臂和工作斗的使用寿命，降低工程机械的使用成本。

Description

一种用于工程机械的电子缓冲控制方法
技术领域
本发明涉及工程机械自动控制技术领域，具体是一种用于工程机械的电子缓冲控制方法。
背景技术
传统工程机械的小臂和工作斗的限位机构是原始的机械限位，即小臂上的机械限位块和工作斗上的机械限位块直接高速撞击。由于撞击时速度高，冲量大，小臂和工作斗上的焊缝尤其是机械限位块附近的焊缝非常容易开裂，造成小臂和工作斗的使用寿命很短，最终造成工程机械的使用成本很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种方便操作、效果良好的用于工程机械的电子缓冲控制方法。
本发明是以如下技术方案实现的：一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，包括小臂，所述小臂连接有工作斗，所述小臂上设有接近传感器、小臂上限位块和小臂下限位块，所述工作斗上设有与接近传感器配合使用的感应块以及与小臂上限位块和小臂下限位块配合使用的工作斗上限位块和工作斗下限位块，所述感应块和接近传感器的数量为2，分别为感应块Ⅰ、感应块Ⅱ、接近传感器Ⅰ和接近传感器Ⅱ，还包括控制器、电控手柄、主监控器、主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，还包括如下步骤：
S1、控制器采集电控手柄和接近传感器的信号；
S2、若控制器未采集到接近传感器Ⅱ的信号，则进入空行程区域，若采集到接近传感器Ⅱ的信号则进入步骤S3；
S3、若控制器未采集到电控手柄的外摆信号，则进入空行程区域；若采集到电控手柄的外摆信号则进入步骤S4；
S4、当控制器同时采集到接近传感器Ⅱ和电控手柄的外摆信号时，控制器控制主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，输出外摆泵阀1级缓冲比例限制；
S5、当控制器采集到接近传感器Ⅰ的信号后，则控制器控制主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，输出外摆泵阀2级缓冲比例限制；
S6、当工作斗外摆到小臂下限位块与工作斗下限位块接触时，缓冲限制结束。
其进一步是：所述接近传感器Ⅰ和接近传感器Ⅱ的中心轴在竖直方向上间距为20mm，所述接近传感器Ⅰ和接近传感器Ⅱ的左右距离大于距离传感器的互感距离。
所述接近传感器的竖直安装方向为感应块的运动方向。
所述小臂上限位块和小臂下限位块为限位开关，所述限位开关与控制器连接在一起。
所述感应块为T型，所述感应块Ⅰ和感应块Ⅱ在工作斗上呈圆弧状分布。
所述控制器的型号为RC30 28/14。
在缓冲功能开启的情况下，若控制器接收不到接近传感器信号，则判断为空区域，工作斗正常操作不受缓冲限制。
步骤S4中，若电控手柄输入反向运动信号，则判断为离开缓冲区域，工作斗恢复正常操作不受限制。
本发明具有以下优点：本发明的用于工程机械的电子缓冲控制方法是一个有效快速逻辑算法完整的电子缓冲控制方法，工作斗和小臂接触时，速度低，冲量小，接触式撞击对工作斗和小臂等结构件的影响可以忽略不计，因此本发明工程机械的工作斗和小臂的使用寿命很长，更避免了由于结构件开裂等失效造成的停工停产，故本发明的工程机械使用成本低，能够创造更多的经济效益。
附图说明
图1是本发明缓冲装置的结构示意图；
图2是本发明距离传感器的结构示意图；
图3是本发明的小臂和工作斗外摆第一次缓冲示意图；
图4是本发明的小臂和工作斗外摆第二次缓冲示意图；
图5是本发明的电气原理图；
图6是本发明的控制流程图；
图中：1、小臂，11、小臂上限位块，12、小臂下限位块，2、工作斗，21、工作斗上限位块，22、工作斗下限位块，3、感应块，31、感应块Ⅰ，32、感应块Ⅱ，4、接近传感器，41、接近传感器Ⅰ，42、接近传感器Ⅱ。
具体实施方式
如图1至图6所示的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，包括小臂1，所述小臂1连接有工作斗2，所述小臂1上设有接近传感器4、小臂上限位块11和小臂下限位块12，所述工作斗2上设有与接近传感器4配合使用的感应块3以及与小臂上限位块11和小臂下限位块12配合使用的工作斗上限位块21和工作斗下限位块22，所述感应块3和接近传感器4的数量为2，分别为感应块Ⅰ31、感应块Ⅱ32、接近传感器Ⅰ41和接近传感器Ⅱ42，还包括控制器、电控手柄、主监控器、主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，所述控制器的型号为RC30 28/14。本发明的用于工程机械的电子缓冲控制方法，用于工作斗与小臂运动时相互接触的情况，其中，小臂上设有接近传感器、小臂上限位块和小臂下限位块，工作斗上设有感应块、工作斗上限位块和工作斗下限位块，感应块围绕接近传感器为中心点的同心圆运动，当工作斗外摆或者内收时，接近传感器与感应块先相互靠近，接近传感器接收到信号，并传给控制器，由于设置了两个接近传感器，因此，控制器根据不同位置的接近传感器的信号输出不同的控制信号，来控制主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，以此实现不同等级的降级缓冲，直到工作斗和小臂上的限位块相接触时，缓冲控制结束，具体的是感应块Ⅰ与接近传感器Ⅰ、接近传感器Ⅱ接触区域为工作斗外摆极限缓冲区域，感应块Ⅱ与接近传感器Ⅰ、接近传感器Ⅱ接触区域为工作斗内收极限缓冲区域。还包括电控手柄和主监控器，主控制的输入端连接接近传感器和电控手柄，主控制的输出端连接主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，主监控器与控制器双向连接，控制器作为核心软件计算器件，接收接近传感器开关信号和电控手柄信号，进行逻辑运算后输出缓冲信号至比例阀执行。
还包括如下步骤：
S1、控制器采集电控手柄和接近传感器的信号；
S2、若控制器未采集到接近传感器Ⅱ42的信号，则进入空行程区域，若采集到接近传感器Ⅱ42的信号则进入步骤S3；
S3、若控制器未采集到电控手柄的外摆信号，则进入空行程区域；若采集到电控手柄的外摆信号则进入步骤S4；
S4、当控制器同时采集到接近传感器Ⅱ42和电控手柄的外摆信号时，控制器控制主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，输出外摆泵阀1级缓冲比例限制；若电控手柄输入反向运动信号，则判断为离开缓冲区域，工作斗恢复正常操作不受限制。
S5、当控制器采集到接近传感器Ⅰ41的信号后，则控制器控制主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，输出外摆泵阀2级缓冲比例限制；
S6、当工作斗外摆到小臂下限位块12与工作斗下限位块22接触时，缓冲限制结束。
步骤S1-S6主要介绍了工作斗外摆时的控制情况，当工作斗持续外摆时，感应块Ⅱ首先与接近传感器Ⅱ接触，触发开关量信号，同时收到电控手柄外摆信号，判断为工作斗外摆1级缓冲区域，控制模块平滑下降控制曲线，降低主泵比例阀输出，降低主阀比例阀输出，实现工作外摆1级缓冲；
当工作斗进一步外摆时，感应块Ⅱ与接近传感器Ⅱ接触的同时接触到接近传感器Ⅰ，触发接近传感器Ⅰ开关量信号，同时收到电控手柄外摆信号，判断为工作斗外摆2级缓冲区域，控制模块进一步加大输出降幅，进一步降低主泵比例阀输出及主阀比例阀输出，实现工作外摆2级缓冲。
工作斗内收时感应块与接近传感器依次反向顺序接触，缓冲原理同上。
控制器主要通过接近传感器信号，电控手柄信号，监控器信号实现逻辑判断，区分状态区域，根据不同状态区域调整输出信号降低比例，实现电子缓冲限制。
在缓冲功能开启情况下，如接近传感器信号全无，判断为空区域，工作斗可正常操作不收限制。如果1级缓冲过程中反向操作，配合反向手柄信号及接近传感器下降沿信号，判断操作离开缓冲区域，恢复正常操作不收限制，逻辑重启回到初始判断状态。
1级缓冲从常规操作值平滑过渡到目标限制值过程中，输出比例信号线性降低，保证降速平滑。进入2级缓冲采用更大斜率，限制更迅速。控制模块通过PWM比例信号控制相关阀组，可实现对主泵系统排量线性控制，可实现对主阀开口线性控制。
主监控器可通过与控制模块之间的信号传递，显示电子缓冲状态，实现打开/关闭缓冲功能作用。
如图1至图6所示的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，所述接近传感器Ⅰ41和接近传感器Ⅱ42的中心轴在竖直方向上间距为20mm，所述接近传感器Ⅰ41和接近传感器Ⅱ42的左右距离大于距离传感器的互感距离。所述接近传感器4的竖直安装方向为感应块3的运动方向。本发明设有两个接近传感器，且接近传感器在感应块的运动方向上存在安装距离，这样方便距离传感器两次捕捉感应块的信号，实现对工作斗运动两次降速，同时为了保证采集信息的准确性，两个接近传感器的左右距离大于距离传感器的互感距离。
如图1至图6所示的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，所述小臂上限位块11和小臂下限位块12为限位开关，所述限位开关与控制器连接在一起。本发明的臂上限位块和小臂下限位块为限位开关时，可作为输入信号传递给控制器，以此作为缓冲操作的结束信号。
如图1至图6所示的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，所述感应块3为T型，所述感应块Ⅰ31和感应块Ⅱ32在工作斗2上呈圆弧状分布。本发明的感应块Ⅰ和感应块Ⅱ在工作斗上呈圆弧状分布，以此来实现感应块围绕接近传感器为中心点的同心圆运动。
本发明的电子缓冲控制方法本控制方法主要依靠控制软件实现一级缓冲区域、二级缓冲区域、常规行程区域等状态判断，并在进入缓冲区域后根据不同状态实现逐步降低泵阀输出效果，能够极大降低小臂和工作斗的机械撞击力，避免小臂和工作斗因为频繁的撞击而开裂失效，极大提高了结构件的可靠性，大大延长了工程机械结构件的使用寿命。

Claims (8)

1.一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，其特征在于：包括小臂（1），所述小臂（1）连接有工作斗（2），所述小臂（1）上设有接近传感器（4）、小臂上限位块（11）和小臂下限位块（12），所述工作斗（2）上设有与接近传感器（4）配合使用的感应块（3）以及与小臂上限位块（11）和小臂下限位块（12）配合使用的工作斗上限位块（21）和工作斗下限位块（22），所述感应块（3）和接近传感器（4）的数量为2，分别为感应块Ⅰ（31）、感应块Ⅱ（32）、接近传感器Ⅰ（41）和接近传感器Ⅱ（42），还包括控制器、电控手柄、主监控器、主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，还包括如下步骤：
S1、控制器采集电控手柄和接近传感器的信号；
S2、若控制器未采集到接近传感器Ⅱ（42）的信号，则进入空行程区域，若采集到接近传感器Ⅱ（42）的信号则进入步骤S3；
S3、若控制器未采集到电控手柄的外摆信号，则进入空行程区域；若采集到电控手柄的外摆信号则进入步骤S4；
S4、当控制器同时采集到接近传感器Ⅱ（42）和电控手柄的外摆信号时，控制器控制主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，输出外摆泵阀1级缓冲比例限制；
S5、当控制器采集到接近传感器Ⅰ（41）的信号后，则控制器控制主泵控制比例阀和主阀控制比例阀，输出外摆泵阀2级缓冲比例限制；
S6、当工作斗外摆到小臂下限位块（12）与工作斗下限位块（22）接触时，缓冲限制结束。
2.如权利要求1所述的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，其特征在于：所述接近传感器Ⅰ（41）和接近传感器Ⅱ（42）的中心轴在竖直方向上间距为20mm，所述接近传感器Ⅰ（41）和接近传感器Ⅱ（42）的左右距离大于接近传感器的互感距离。
3.如权利要求2所述的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，其特征在于：所述接近传感器（4）的竖直安装方向为感应块（3）的运动方向。
4.如权利要求1所述的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，其特征在于：所述小臂上限位块（11）和小臂下限位块（12）为限位开关，所述限位开关与控制器连接在一起。
5.如权利要求1所述的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，其特征在于：所述感应块（3）为T型，所述感应块Ⅰ（31）和感应块Ⅱ（32）在工作斗（2）上呈圆弧状分布。
6.如权利要求1所述的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，其特征在于：所述控制器的型号为RC30 28/14。
7.如权利要求1所述的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，其特征在于：在缓冲功能开启的情况下，若控制器接收不到接近传感器信号，则判断为空区域，工作斗正常操作不受缓冲限制。
8.如权利要求1所述的一种用于工程机械的电子缓冲控制方法，其特征在于：步骤S4中，若电控手柄输入反向运动信号，则判断为离开缓冲区域，工作斗恢复正常操作不受限制。
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